電力系統(tǒng)過(guò)電壓計(jì)算

前言

　　電力系統(tǒng)中的暫態(tài)過(guò)程一般分為機(jī)電暫態(tài)與電磁暫態(tài)，電力系統(tǒng)設(shè)備的絕緣水平主要由系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生的過(guò)電壓來(lái)決定。目前研究電力系統(tǒng)過(guò)電壓暫態(tài)現(xiàn)象的手段有3種：　?、倌M計(jì)算機(jī)型的暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析儀（Transient Network Analyzer，TNA）?！　、谟?jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算?！　、巯到y(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)?！　?939年開(kāi)始，電力工程師們研究電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程建造了7NA，并在使用過(guò)程中，對(duì)TNA逐步加以完善、更新。盡管目前計(jì)算技術(shù)有了很大發(fā)展，但它仍然是研究電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程的主要手段之一?！　∵\(yùn)用計(jì)算機(jī)研究電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)問(wèn)題始于20世紀(jì)60年代。事實(shí)上，電力系統(tǒng)元件的分類與研究的暫態(tài)現(xiàn)象密切相關(guān)，但在通常的情況下，將電力系統(tǒng)的元件分為兩類：第一類其參數(shù)本質(zhì)上是集中的，例如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器及電容器等；第二類是輸電線路及地下電纜，其參數(shù)具有分布的特性。對(duì)于第二類元件，不同的計(jì)算方法有不同的處理方式。用行波法求解大體上可分為兩種：一種是將系統(tǒng)中的集中參數(shù)化為等值線段，使系統(tǒng)除電源、開(kāi)關(guān)外，其余所有元件都是線段，計(jì)算流動(dòng)波在節(jié)點(diǎn)的折、反射的基礎(chǔ)上，建立了網(wǎng)格法（如Begley Lattice）；另一種方法是將系統(tǒng)中所有分布參數(shù)（輸電線路及電纜）化為集中參數(shù)，系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程在集中參數(shù)電路中求解，如基于1969年4月Hermann Pommel在IEEEPAS上發(fā)表的經(jīng)典論文中所給出的原則，形成了道梅爾一白曰朗法（Dommel。Bergeron Method），編制了在世界范圍內(nèi)得到通用的EMTP（Electro-Magnetic Transient Program），而隨后相繼出現(xiàn)了不同的使用版本：UBCEMTP（UniversityofBritishColumbia，加拿大）、BPAE。MTP（Bonneville Power Administration，美國(guó)）、ATPEMTP（歐洲版本）、PSCAD／EMTDC（加拿大馬尼托巴直流研究中心版本）以及DCGEMTP（Development Co-operation Group，美國(guó)版本）等。

內(nèi)容概要

本書(shū)較全面地介紹了研究電力系統(tǒng)過(guò)電壓的暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析儀、網(wǎng)格法、道梅爾—白日朗法，并著重講述了目前在國(guó)內(nèi)外電力部門得到廣泛應(yīng)用的EM TP程序包的數(shù)學(xué)模型及計(jì)算方法。第1章闡述了電力系統(tǒng)過(guò)電壓的重要性與它的研究方法，從第2章到第3章介紹輸電線路參數(shù)、變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī)參數(shù)，為第4章到第6章的暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析儀（TNA）、網(wǎng)格法、電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析提供了實(shí)際系統(tǒng)的元件參數(shù)及其元件參數(shù)特性。為了提高讀者的實(shí)際運(yùn)算能力，第7章還增加了道梅爾一白日朗法研究電磁暫態(tài)的各種實(shí)例。    本書(shū)為高等院校電氣工程專業(yè)（含電力系統(tǒng)，鐵路、廠礦供電系統(tǒng)，航空與航天供電系統(tǒng)，農(nóng)電系統(tǒng)，電力設(shè)備制造工廠等）的研究生教材，也可作為從事電力系統(tǒng)科研、電力設(shè)計(jì)和管理人員的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論　1.1 電力系統(tǒng)過(guò)電壓及絕緣配合　　1.1.1 電力系統(tǒng)過(guò)電壓　　1.1.2 電力系統(tǒng)絕緣配合　1.2 電力系統(tǒng)過(guò)電壓的研究方法　1.3 電力系統(tǒng)設(shè)備的電磁暫態(tài)過(guò)程中頻率特性　1.4 模擬元件的外特性以及頻率范圍的分類　習(xí)題第2章 輸電線路參數(shù)　2.1 多導(dǎo)線系統(tǒng)的電阻與電感　　2.1.1 單根導(dǎo)線的電壓降方程　　2.1.2 多導(dǎo)線系統(tǒng)的電壓降方程　　2.1.3 導(dǎo)線的集膚效應(yīng)　　2.1.4 導(dǎo)線的內(nèi)電感和空氣部分電感 　　2.1.5 大地的影響　2.2 多導(dǎo)線系統(tǒng)的電容　　2.2.1 單根導(dǎo)線的對(duì)地電容　　2.2.2 多導(dǎo)線系統(tǒng)的電容　　2.2.3 多導(dǎo)線系統(tǒng)的電容電流方程　2.3 地線的消去方法　2.4 分裂導(dǎo)線的合并方法　2.5 平衡線路和不平衡線路　2.6 多相線路的模量分析理論　　2.6.1 對(duì)稱分量法　　2.6.2 雙極直流輸電線路中的對(duì)稱分量法　　2.6.3 卡倫鮑厄（Karrenbauer）變換　　2.6.4 平衡線路在時(shí)域的傳播模量　　2.6.5 O、α、β分量　　2.6.6 平衡線路在頻域的傳播模量　　2.6.7 未換位（不平衡）線路的傳播模量　2.7 換位的雙回路線路　　2.7.1 九段換位法　　2.7.2 三段換位法　　習(xí)題第3章 變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī)參數(shù)　3.1 旋轉(zhuǎn)電機(jī)參數(shù)　　3.1.1 同步發(fā)電機(jī)的基本方程、參數(shù)和等值電路　　3.1.2 同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方程、相量圖和等值電路　　3.1.3 基本方程的拉普拉斯運(yùn)算形式和運(yùn)算電路　　3.1.4 同步發(fā)電機(jī)的正序電抗和等值電路　　3.1.5 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗　　3.1.6 發(fā)電機(jī)繞組的對(duì)地電容　　3.1.7 異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序和零序電抗　3.2 變壓器參數(shù)　　3.2.1 變壓器的正序（負(fù)序）電抗和等值電路　　3.2.2 雙繞組變壓器的零序電抗和等值電路　　3.2.3 三繞組變壓器的零序電抗和等值電路　　3.2.4 自耦變壓器的零序電抗和等值電路　　3.2.5 變壓器的入口電容和等效電感　習(xí)題第4章 暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析儀（TNA）　4.1 概述　4.2 電源與發(fā)電機(jī)的模擬　4.3 變壓器與電抗器的模擬　4.4 輸電線路（電纜）的模擬　4.5 開(kāi)關(guān)的模擬　4.6 避雷器的模擬　4.7 其他元件　4.8 實(shí)例　習(xí)題第5章 網(wǎng)格法第6章 電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析第7章 道梅爾—白日朗法研究電磁暫態(tài)計(jì)算實(shí)例附錄 同步電機(jī)的標(biāo)么值參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　我國(guó)l974年在西北地區(qū)建成劉（家峽）-天（水）-關(guān)（中）首條330 kV輸電線路，l981年建成平（頂山）-武（昌）第一條500 kV線路，與世界上其他發(fā)展中國(guó)家相比，我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展是很快的，特別在近20余年內(nèi)尤為如此。目前330 kV輸變電系統(tǒng)已經(jīng)在我國(guó)西北地區(qū)形成主網(wǎng)，而我國(guó)其他地區(qū)為500 kV電網(wǎng)所覆蓋。2005年西北地區(qū)建設(shè)的第一條750 kV線路已投入運(yùn)行，交流1000 kV和直流±800 kV輸電系統(tǒng)正在積極推進(jìn)中，這是世界上最高電壓等級(jí)的輸電系統(tǒng)，可以預(yù)見(jiàn)，在今后的5～10年中，我國(guó)的超、特高壓輸電技術(shù)將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展?！　‰娏ο到y(tǒng)電壓等級(jí)的提高，意味著設(shè)備絕緣水平的提升。電力系統(tǒng)的絕緣包括發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備的絕緣及線路的絕緣。它們?cè)谶\(yùn)行中除承受正常運(yùn)行時(shí)的工作電壓外，還將承受各類過(guò)電壓，如工頻過(guò)電壓、操作過(guò)電壓及雷電過(guò)電壓。通常情況下，由于電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)產(chǎn)生的過(guò)電壓在確定絕緣水平中起著決定性的作用。　　一方面，隨著電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的提高，輸變電設(shè)備絕緣部分的投資占設(shè)備總投資的比重越來(lái)越大；另一方面，由于系統(tǒng)電壓等級(jí)的提高，輸送容量的增大，一旦出現(xiàn)故障，將造成巨大的損失，因此，在超高壓系統(tǒng)中，絕緣配合的問(wèn)題尤為重要?！　?.1.1　電力系統(tǒng)過(guò)電壓　　輸電線路穿過(guò)平原、山區(qū)，跨越江河湖泊，遇到的地理?xiàng)l件和氣象條件各不相同，只要這些地區(qū)有雷電活動(dòng)，遭受雷擊的機(jī)會(huì)就會(huì)發(fā)生（直擊雷），根據(jù)電磁理論，即使雷落在輸電線路附近，也會(huì)在導(dǎo)線上形成過(guò)電壓（感應(yīng)雷）。

編輯推薦

　　《電力系統(tǒng)過(guò)電壓計(jì)算（第2版）》是一部關(guān)于過(guò)電壓計(jì)算的研究生用書(shū)，內(nèi)容涉及輸電線路參數(shù)、變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī)參數(shù)、暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析儀、網(wǎng)格法、電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析、道梅爾白月朗法研究電磁暫態(tài)計(jì)算實(shí)例等，適合研究生相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)。

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